ES2291415T3 - Metodo para estimar el contenido de azufre en el carburante de un motor de combustion interna. - Google Patents
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Abstract
Método para estimar el contenido de azufre en el carburante de un motor de combustión interna (1) equipado con al menos un cilindro (2) y al menos un catalizador (11); el método incluye los pasos de almacenar una cantidad de azufre y grupos NOx en el catalizador (11) durante un intervalo de tiempo de medición específico; calcular la eficiencia del catalizador (11); someter el catalizador (11) a un proceso de regeneración para quitar grupos NO x cuando la eficiencia del catalizador (11) cae fuera de un rango aceptable; calcular una cantidad (SOxalmacenado) de azufre almacenado en el catalizador (11) durante el intervalo de tiempo de medición; calcular una masa de carburante (m carburante) suministrada al cilindro (2) en el intervalo de tiempo de medición; y determinar el (los) porcentaje(s) de azufre presente en el carburante suministrado durante el intervalo de tiempo de medición dividiendo la cantidad (SO xalmacenado) de azufre almacenado en el catalizador (11) durante el intervalo de tiempo de medición por el producto de una constante de conversión fija (KSO x) y la masa de carburante (m carburante) suministrada al cilindro (2) en el intervalo de tiempo de medición; el método se caracteriza porque el paso de calcular la cantidad (SOxalmacenado) de azufre almacenado en el catalizador (11) durante el intervalo de tiempo de medición incluye los pasos adicionales de: estimar una primera cantidad de grupos NOx almacenada por el catalizador (11) inmediatamente antes de un proceso de regeneración para quitar grupos NOx al inicio del intervalo de tiempo de medición; estimar una segunda cantidad de grupos NO x almacenada por el catalizador (11) inmediatamente antes de un proceso de regeneración para quitar grupos NOx al final del intervalo de tiempo de medición; y estimar la cantidad (SOxalmacenado) de azufre almacenada en el catalizador (11) durante el intervalo de tiempo de medición a partir de la diferencia entre la primera cantidad de grupos NO x y la segunda cantidad de grupos NO x.
Description
Método para estimar el contenido de azufre en el
carburante de un motor de combustión interna.
La presente invención se refiere a un método
para estimar el contenido de azufre en el carburante de un motor de
combustión interna y también a un método para estimar la cantidad de
azufre almacenado en un catalizador de un motor de combustión
interna.
La presente invención se aplica ventajosamente
en el sector de los motores de combustión interna de automóvil, al
que la descripción siguiente hace referencia explícita sin por ello
restringir su alcance general.
Los modernos motores de combustión interna de
automóvil incluyen un tubo de escape que termina en un catalizador,
que tiene la función de reducir los niveles de contaminantes
contenidos en los gases de escape; en particular, el catalizador
guarda los grupos NO_{x} producidos durante la combustión, o el
azufre (en forma de SO_{x}), que se contiene en el carburante y
es liberado durante la combustión. El catalizador tiene reducida
capacidad de almacenamiento de grupos NO_{x} y azufre (tal
capacidad de almacenamiento asciende generalmente a
3-5 gramos) y cuando se agota dicha capacidad de
almacenamiento, el catalizador debe ser limpiado por medio de un
proceso de regeneración.
La masa total de grupos NO_{x} producidos
durante la combustión es mucho más grande que la masa de azufre
liberada durante la combustión, y además el proceso de regeneración
para quitar grupos NO_{x} (unos pocos segundos de combustión
rica) es mucho más corto que el proceso de regeneración para quitar
azufre (al menos dos minutos de combustión rica combinada con una
temperatura interna en el catalizador que, en términos relativos,
es muy alta). Por las razones indicadas anteriormente, el proceso de
regeneración para quitar grupos NO_{x} se lleva a cabo
normalmente cada 45-75 segundos de operación del
motor, mientras que el proceso de regeneración para quitar azufre
se lleva a cabo normalmente cada 6-10 horas de
operación del motor.
En particular, la capacidad residual actual
disponible en el catalizador para almacenar grupos NO_{x} es
estimada periódicamente según el tiempo transcurrido desde el
proceso de regeneración anterior para quitar azufre y según el
contenido de azufre del carburante, y la operación del proceso de
regeneración para quitar azufre se programa en base a dicha
estimación de la capacidad residual.
Los fabricantes de carburantes garantizan el
contenido máximo de azufre de carburante (por ejemplo en Italia
dicho valor es actualmente 150 ppm); sin embargo, el contenido real
de azufre es muy a menudo inferior a dicho valor máximo, de modo
que usar el valor máximo da lugar a una sobrestimación a menudo muy
significativa del contenido de azufre, dando lugar así a una mayor
frecuencia de regeneración, que implica mayor consumo y mayor
irregularidad en la operación del motor. Además, el contenido máximo
de azufre en el carburante varía de un país a otro, como resultado
de que un motor calibrado para usar un carburante en un país podría
no operar de forma óptima con carburante de otro país.
Con el fin de resolver los problemas descritos
anteriormente, se ha propuesto usar un sensor capaz de medir
directamente el contenido real de azufre del carburante; sin
embargo, dicho sensor es especialmente caro y normalmente requiere
frecuente calibración para proporcionar mediciones exactas.
US-6293094-A1
describe un método para operar un motor de combustión interna con
componente de purificación de gases de escape rico en azufre; el
método incluye operar el motor de combustión interna en un modo de
desulfuración cada vez después de un arranque en frío del motor
antes de la transición a un modo operativo normal. El sistema de
motor de combustión interna incluye una línea de escape, un
componente de purificación de escape rico en azufre incluyendo al
menos dos unidades de escape de purificación conectadas en serie en
la línea de escape, y un suministro de aire secundario que tiene
bifurcaciones separadas para las unidades de purificación de escape
rico en azufre.
EP-1148215-A1
describe un dispositivo de control de las emisiones de escape para
un motor de combustión interna con el fin de mejorar la fiabilidad
de la purificación de las emisiones de escape en un dispositivo
purificador de emisiones de escape que tiene un catalizador
NO_{x} y un recorrido de derivación que deja a un lado el
catalizador NO_{x}. Se ha previsto un dispositivo purificador de
emisiones de escape incluyendo un material de absorción de SO_{x}
dispuesto en un paso de escape de un motor de combustión interna, un
catalizador NO_{x} principal dispuesto en el paso de escape en el
lado situado hacia abajo del material de absorción de SO_{x}, un
tubo de derivación bifurcado del paso de escape en una posición
entre el material de absorción de SO_{x} y el catalizador
NO_{x} principal, y una válvula de conmutación de escape dispuesta
en el extremo de inicio del tubo de derivación y adaptada para
conmutar el flujo de escape entre el catalizador NO_{x} principal
y el tubo de derivación, donde un catalizador NO_{x} secundario
está dispuesto en el tubo de derivación y donde cuando la válvula
de conmutación de escape es controlada con el fin de dirigir el
escape al catalizador NO_{x} principal y para evitar que el
escape fluya a través del tubo de derivación, el escape que escapa
de la válvula de conmutación de escape al tubo de derivación sea
purificado por el catalizador NO_{x}
secundario.
secundario.
La finalidad de la presente invención es
proporcionar un método para estimar el contenido de azufre en el
carburante de un motor de combustión interna, método que no tiene
las desventajas antes indicadas y, en particular, es simple y
económico de implementar.
La presente invención proporciona un método para
estimar el contenido de azufre en el carburante de un motor de
combustión interna y también un método para estimar la cantidad de
azufre almacenado en un catalizador de un motor de combustión
interna como se expone en las reivindicaciones anexas.
La presente invención se describirá ahora con
referencia al dibujo anexo, que ilustra una realización no
limitadora de la misma; en particular, la figura anexa es un
diagrama esquemático de un motor de combustión interna que opera
según el método de estimación proporcionado por la presente
invención.
En la figura anexa, 1 denota el motor de
combustión interna general equipado con cuatro cilindros 2 (de los
que solamente se representa uno en la figura 1), cada uno de los
cuales está conectado a un colector de admisión 3 mediante al menos
una válvula de admisión respectiva 4 y a un colector de escape 5
mediante al menos una válvula de escape respectiva 6. El colector
de admisión 3 recibe aire fresco (es decir, aire procedente del
entorno exterior y conteniendo aproximadamente 20% de oxígeno)
mediante una válvula estranguladora 7, que puede ser ajustada entre
una posición cerrada y una posición máximamente abierta. El
carburante (por ejemplo gasolina, diesel, metano o LPG) es
inyectado directamente a cada cilindro 2 por un inyector respectivo
8.
Un tubo de escape 9 conduce desde el colector de
escape 5, incluyendo dicho tubo de escape un precatalizador 10 y un
catalizador posterior 11; dentro del tubo de escape 9 se ha
instalado una sonda UEGO 12, que está dispuesta hacia arriba del
preconvertidor catalítico 10 y es capaz de detectar la cantidad de
oxígeno presente en los gases de escape introducidos en el
preconvertidor catalítico 10, un sensor de temperatura 13, que está
dispuesto entre el preconvertidor catalítico 10 y el catalizador 11
y es capaz de detectar la temperatura de la entrada de gases al
catalizador 11, y un multisensor 14, que está dispuesto hacia abajo
del catalizador 11 y es capaz de detectar la presencia de grupos
NO_{x} (sensor de grupos nitrogenosos) o la cantidad de oxígeno
presente con relación a condiciones estequiométricas (sonda lambda)
en los gases de escape salidos del catalizador 11 (es decir, en los
gases de escape liberados del tubo de escape 9 a la atmósfera).
El motor 1 incluye además una unidad de control
15 que, entre otros, en cada ciclo controla la válvula
estranguladora 7 y el inyector 8 con el fin de llenar los cilindros
2 con una cantidad de una mezcla de agente de combustión (aire
fresco) y carburante en una relación específica en función de las
condiciones operativas del motor 1 y en función de las órdenes
recibidas del conductor. Con el fin de permitir que la unidad de
control 15 adquiera los datos requeridos para su operación
correcta, la unidad de control 15 está conectada a la sonda UEGO 12,
el sensor de temperatura 13 y el multisensor 14.
En servicio, el catalizador 11 guarda los grupos
NO_{x} producidos durante la combustión o el azufre (en forma de
SO_{x}) contenido en el carburante y liberado durante la
combustión con el fin de evitar que dichos constituyentes sean
liberados directamente a la atmósfera. Periódicamente, la unidad de
control 15 calcula un índice I de deterioro del rendimiento del
catalizador 11, índice I que es capaz de indicar la eficiencia con
que el catalizador 11 está operando.
El índice de deterioro I se indica como un
porcentaje y se calcula a partir de la relación entre la cantidad
NO_{xpérdida} de grupos NO_{x} no capturados por el catalizador
11 y liberados directamente a la atmósfera y la cantidad
NO_{xtotal} de grupos NO_{x} producidos por el motor 1;
obviamente, cuanto más alto es el índice de deterioro I, más pobre
es el rendimiento del catalizador 11. La cantidad NO_{xpérdida} de
grupos NO_{x} no capturados por el catalizador lo obtiene
directamente la unidad de control 15 por la medición, realizada por
el multisensor 14, de los gases de escape liberados del tubo de
escape 9 a la atmósfera, mientras que la cantidad NO_{xtotal} de
grupos NO_{x} producidos por el motor 1 se obtiene de manera
sustancialmente conocida por la unidad de control 15 usando mapas
que indican la cantidad específica (es decir, la cantidad por
unidad de carburante inyectado a los cilindros 2) de grupos NO_{x}
producidos por el motor 1 en función del estado del motor
(típicamente en función de la velocidad del motor y en función de
par distribuido).
El catalizador 11 tiene una capacidad limitada
de almacenamiento de grupos NO_{x} y azufre (tal capacidad de
almacenamiento asciende normalmente a 4 gramos) y cuando se agota
dicha capacidad de almacenamiento, el catalizador 11 tiene que
limpiarse por medio de un proceso de regeneración. La masa total de
grupos NO_{x} producidos durante la combustión es mucho más
grande que la masa de azufre liberado durante la combustión, y
además el proceso de regeneración para quitar grupos NO_{x} (unos
pocos segundos de combustión rica del motor 1) es mucho más corto
que el proceso de regeneración para quitar azufre (al menos dos
minutos de combustión rica del motor 1 combinada con una
temperatura interna en el catalizador 11 que, en términos relativos,
es muy alta). Por las razones indicadas anteriormente, el proceso
de regeneración para quitar grupos NO_{x} se lleva a cabo
normalmente cada 45-75 segundos de operación del
motor 1, mientras que el proceso de regeneración para quitar azufre
se lleva a cabo normalmente cada 6-10 horas de
operación del motor 1.
En particular, el proceso de regeneración para
quitar azufre es programado por la unidad de control 15 según el
valor porcentual S de contenido de azufre en el carburante y según
el tiempo que ha transcurrido desde el último proceso de
regeneración para quitar azufre, mientras que el proceso de
regeneración para quitar grupos NO_{x} se lleva a cabo por la
unidad de control 15 cada vez que el índice I de deterioro del
rendimiento del catalizador 11 es mayor que un valor umbral
preestablecido (por ejemplo 20%), dado que, en condiciones
normales, el índice de deterioro I tiende a ser peor (es decir,
aumentar) cuando la capacidad de almacenamiento del catalizador 11
se aproxima a saturación.
Por la explicación anterior es claro que la masa
total M_{almacenada} almacenada en el catalizador 11 viene dada
por la suma de la cantidad SO_{xalmacenado} de azufre almacenado,
medida en equivalentes NOx, y de la cantidad NO_{xalmacenado} de
grupos NO_{x} almacenados, y que el catalizador 11 ya no es capaz
de capturar más azufre o grupos NO_{x}, es decir ya no es capaz
de operar adecuadamente, una vez que la masa total M_{almacenada}
almacenada es igual a la capacidad total de almacenamiento del
catalizador 11 propiamente dicho.
La unidad de control 15 está equipada con un
estimador 16, que es capaz de suministrar a la unidad de control 15
una estimación del porcentaje S de azufre presente en el carburante
usado por el motor 1, con el fin de permitir que la unidad de
control 15 programe correctamente los procesos de regeneración del
catalizador 11 con el fin de lograr o reducir el consumo general
del motor 1 o de reducir las emisiones de contaminantes a la
atmósfera.
Cuando el motor 1 es relativamente nuevo, es
decir cuando el catalizador 11 es nuevo y no se ha deteriorado, el
estimador 16 es capaz de estimar directamente el valor del
porcentaje S de azufre presente en el carburante usado por el motor
1; esta función es de especial valor para obtener rápidamente un
valor inicial del porcentaje S de azufre.
El porcentaje S de azufre presente en el
carburante suministrado durante un intervalo de tiempo de medición
específico es estimado por el estimador 16 aplicando la ecuación
[1], en la que SO_{xalmacenado} es la cantidad de azufre
almacenado en el catalizador 11 durante el intervalo de tiempo de
medición, KSO_{x} es una constante de conversión fija y
m_{carburante} es la masa de carburante suministrada a los
cilindros 2 en el intervalo de tiempo de medición.
[1]S =
\frac{SOx_{almacenado}}{K_{SOx}\cdot
m_{carburante}}
La ecuación [1] es válida en el supuesto de que
el contenido de azufre en el carburante sea retenido completamente
dentro del catalizador 11; este supuesto se aplica sustancialmente
siempre, excepto para errores despreciables durante la operación
normal del motor 1. El análisis de la ecuación [1] describe que el
valor para la conversión constante KSO_{x} puede ser determinado
fácilmente teóricamente y el valor para la masa m_{carburante}
de carburante suministrado a los cilindros 2 en el intervalo de
tiempo de medición puede ser determinado fácilmente y exactamente
por la unidad de control 15 en base a las órdenes enviadas a los
inyectores 8; es así claro que, una vez estimado el valor de la
cantidad SO_{xalmacenado} de azufre almacenado en el catalizador
11, el porcentaje S de azufre puede ser calculado fácilmente.
La cantidad SO_{xalmacenado} de azufre
almacenado en el catalizador 11 en un cierto intervalo de tiempo de
medición puede ser estimada comparando el proceso de regeneración
para quitar grupos NO_{x} al inicio del intervalo de tiempo de
medición y el proceso de regeneración para quitar grupos NO_{x} al
final del intervalo de tiempo de medición y suponiendo que la
diferencia detectada en la cantidad de grupos NO_{x} almacenados
sea debida totalmente a la cantidad SO_{xalmacenado} de azufre
almacenada en el catalizador 11; como se ha indicado anteriormente,
este supuesto es válido si el catalizador 11 no se ha deteriorado y
no hay deriva en el modelo de los grupos NO_{x}, es decir cuando
el catalizador 11 es sustancialmente nuevo.
En otros términos, se supone que, durante el
intervalo de tiempo de medición, la capacidad de almacenamiento del
catalizador 11 no varía, es decir se supone que el proceso de
regeneración para quitar grupos NO_{x} al comienzo del intervalo
de tiempo de medición y el proceso de regeneración para quitar
grupos NO_{x} al final del intervalo de tiempo de medición
prosiguen en base al mismo valor para masa total M_{almacenada}
almacenada en el catalizador 11. Dado que la masa total
M_{almacenada} almacenada en el catalizador 11 viene dada por la
suma de la cantidad SO_{xalmacenado} de azufre almacenado, medida
en equivalentes NOx, y de la cantidad NO_{Xalmacenado} de grupos
NO_{x} almacenados, es obvio que la diferencia hallada entre las
cantidades NO_{xalmacenado} de grupos NO_{x} almacenados
asciende a la cantidad SO_{xalmacenado} de azufre almacenado.
La cantidad NO_{Xalmacenado} de grupos
NO_{x} almacenados con relación al proceso de regeneración para
quitar NOx al inicio del intervalo de tiempo de medición y con
relación al proceso de regeneración para quitar grupos NO_{x} al
final del intervalo de tiempo de medición puede ser estimada
restando de la cantidad NO_{xtotal} de grupos NO_{x} producidos
por el motor 1 la cantidad NO_{xpérdida} de grupos NO_{x} no
capturados por el catalizador 11 y liberados directamente a la
atmósfera. Como se ha indicado anteriormente, la cantidad
NO_{xpérdida} de grupos NO_{x} no capturados por el catalizador
se obtiene directamente por la unidad de control 15 por medición,
realizada por el multisensor 14, de los gases de escape liberados
del tubo de escape 9 a la atmósfera, mientras que la cantidad
NO_{xtotal} de grupos NO_{x} producidos por el motor 1 se
obtiene de forma sustancialmente conocida por la unidad de control
15 usando mapas que indican la cantidad específica (es decir, la
cantidad por unidad de carburante inyectado a los cilindros 2) de
grupos NO_{x} producidos por el motor 1 en función del estado del
motor (típicamente en función de la velocidad del motor y en función
del par distribuido).
Bajo condiciones operativas normales, es decir
cuando el catalizador 11 no es nuevo, el estimador 16 es capaz de
adaptar un valor de concentración de azufre corriente S_{antiguo}
aplicando, donde sea necesario, una corrección a dicho valor
corriente S_{antiguo} con el fin de obtener un nuevo valor de
concentración de azufre S_{nuevo}.
El tamaño de dicha corrección del valor de
concentración de azufre corriente S_{antiguo} puede ser estimado
durante el proceso de regeneración para quitar azufre, durante el
que el motor 1 se hace operar a combustión rica, aplicando la
ecuación [2], en la que t_{0} es el tiempo de inicio para el
proceso de regeneración, t_{1} es el tiempo real medido en el que
el multisensor 14 detecta un cambio de pobre (\lambda menor que
1) a rico (\lambda mayor que 1), y t_{2} es el tiempo teórico
estimado en el que el multisensor 14 deberá detectar un cambio de
pobre (\lambda menor que 1) a rico (\lambda mayor que 1) si el
valor de concentración de azufre corriente S_{antiguo} era
correcto. El valor de tiempo t2 se calcula fácilmente calculando la
cantidad total de azufre presente en el carburante inyectado a los
cilindros 2 desde el proceso de regeneración precedente para quitar
azufre y suponiendo que dicha cantidad de azufre ha sido
completamente retenida por el catalizador 11; la cantidad total de
azufre presente en el carburante se obtiene fácilmente multiplicando
la masa total de carburante inyectado por el valor corriente
S_{antiguo} de concentración de azufre en el carburante.
[2]S_{nuevo} =
S_{antiguo} \cdot \frac{t_{1} - t_{0}}{t_{2} -
t_{0}}
Durante el proceso de regeneración para quitar
azufre, el multisensor 14 detecta operación pobre (\lambda menor
que 1) mientras hay azufre en el catalizador 11, mientras que
detecta operación rica (\lambda mayor que 1) cuando todo el
azufre ha sido quitado del catalizador 11; en otros términos el
intervalo de tiempo (t_{2}-t_{0}) es una
función de la supuesta cantidad de azufre retenida en el catalizador
11 y estimada por medio del valor de concentración de azufre
corriente S_{antiguo}, mientras que el intervalo de tiempo
(t_{1}-t_{0}) es una función de la cantidad real
de azufre retenida en el catalizador 11.
Por la explicación anterior, es claro que el
proceso de regeneración para quitar azufre no se completa hasta que
el multisensor 14 detecta un cambio de pobre (\lambda menor que 1)
a rico (\lambda mayor que 1).
Según otra realización, el tamaño de dicha
corrección del valor de concentración de azufre corriente
S_{antiguo} puede ser estimado suponiendo que el proceso dinámico
de llenado de azufre es más rápido que los fenómenos de deriva en
el motor 1 o de degradación del catalizador 11, es decir suponiendo
que cualquier diferencia D entre un valor estimado
NO_{xalmacenado1} de la cantidad total de grupos NO_{x}
almacenados por medio de un modelo de producción de grupos NOx por
el motor 1 y un valor estimado NO_{xalmacenado2} de la cantidad
total de grupos NO_{x} almacenados en base a un modelo de
almacenamiento para el catalizador 11 es totalmente atribuible a un
error en el valor de concentración de azufre corriente S_{antiguo}
(valor corriente S_{antiguo} usado en el modelo de almacenamiento
para el catalizador 11).
En particular, si la diferencia D es menos que
un umbral predeterminado, dicha diferencia es atribuida a un error
en el valor de concentración de azufre corriente S_{antiguo} y se
usa para corregir el valor corriente S_{antiguo}, mientras que si
la diferencia D es más grande que el umbral predeterminado, esto
indica deriva en el modelo de producción de grupos NOx por el motor
1 y se usa para regular el modelo propiamente dicho.
El valor estimado NO_{xalmacenado1} de la
cantidad total de grupos NO_{x} almacenados se determina usando
un modelo de producción de grupos NOx por el motor 1; en particular,
el uso de tal realiza sustracción de la cantidad NO_{xtotal} de
grupos NO_{x} producidos por el motor 1 de la cantidad
NO_{xpérdida} de grupos NO_{x} no capturados por el catalizador
11 y liberados directamente a la atmósfera. Como se ha indicado
anteriormente, la cantidad MO_{xpérdida} de grupos NO_{x} no
capturados por el catalizador se obtiene directamente por la unidad
de control 15 por medición, realizada por el multisensor 14, de los
gases de escape liberados del tubo de escape 9 a la atmósfera,
mientras que la cantidad NO_{xtotal} de grupos NO_{x} producidos
por el motor 1 se obtiene de manera sustancialmente conocida por la
unidad de control 15 usando mapas que indican la cantidad
específica (es decir la cantidad por unidad de carburante inyectada
a los cilindros 2) de grupos NO_{x} producidos por el motor 1 en
función del estado del motor (típicamente en función de la
velocidad del motor y en función del par distribuido).
El valor NO_{xalmacenado2} estimado a partir
de la cantidad total de grupos NO_{x} almacenados se determina
usando un modelo de almacenamiento por el catalizador 11; dicho
modelo se define por una serie de mapas que indican la cantidad de
grupos NO_{x} almacenados por el catalizador 11 en función de la
cantidad NO_{xtotal} de grupos NO_{x} producidos por el motor 1
(obtenida aplicando el modelo antes descrito de producción de
grupos NOx por el motor 1), en función del valor de concentración de
azufre corriente S_{antiguo} y en función de la temperatura de
los gases presentes dentro del catalizador (temperatura
proporcionada por el multisensor 14).
Obviamente, dichos modelos, y en particular los
valores almacenados en los mapas respectivos, se determinan en el
laboratorio por medio de una serie de pruebas realizadas en el motor
1 equipado con una serie de sensores de medición auxiliares, que
son capaces de proporcionar una medición individual y exacta de
todos los parámetros implicados en la operación del motor 1
propiamente dicho.
Preferiblemente, el estimador 16 implementa los
tres métodos descritos anteriormente a para estimar y/o corregir el
valor S de la concentración de azufre en el carburante, de modo que
es posible comparar los resultados obtenidos con al menos dos
métodos diferentes e identificar cualesquiera valores anómalos
debidos a mal funcionamiento o situaciones particulares.
Por la explicación anterior es claro que el
estimador 16 es capaz de determinar el valor corriente S para la
concentración de azufre en el carburante con un grado de precisión
relativamente alto; además, incorporar el estimador 16 dentro de la
unidad central de control 15 es relativamente económico y simple
porque no implica la introducción de sensores adicionales, sino
simplemente la modificación a nivel de software.
Claims (6)
1. Método para estimar el contenido de azufre en
el carburante de un motor de combustión interna (1) equipado con al
menos un cilindro (2) y al menos un catalizador (11); el método
incluye los pasos de
almacenar una cantidad de azufre y grupos
NO_{x} en el catalizador (11) durante un intervalo de tiempo de
medición específico;
calcular la eficiencia del catalizador (11);
someter el catalizador (11) a un proceso de
regeneración para quitar grupos NO_{x} cuando la eficiencia del
catalizador (11) cae fuera de un rango aceptable;
calcular una cantidad (SO_{xalmacenado}) de
azufre almacenado en el catalizador (11) durante el intervalo de
tiempo de medición;
calcular una masa de carburante
(m_{carburante}) suministrada al cilindro (2) en el intervalo de
tiempo de medición; y
determinar el (los) porcentaje(s) de
azufre presente en el carburante suministrado durante el intervalo
de tiempo de medición dividiendo la cantidad (SO_{xalmacenado})
de azufre almacenado en el catalizador (11) durante el intervalo de
tiempo de medición por el producto de una constante de conversión
fija (KSO_{x}) y la masa de carburante (m_{carburante})
suministrada al cilindro (2) en el intervalo de tiempo de
medición;
el método se caracteriza porque el paso
de calcular la cantidad (SO_{xalmacenado}) de azufre almacenado
en el catalizador (11) durante el intervalo de tiempo de medición
incluye los pasos adicionales de:
estimar una primera cantidad de grupos NO_{x}
almacenada por el catalizador (11) inmediatamente antes de un
proceso de regeneración para quitar grupos NO_{x} al inicio del
intervalo de tiempo de medición;
estimar una segunda cantidad de grupos NO_{x}
almacenada por el catalizador (11) inmediatamente antes de un
proceso de regeneración para quitar grupos NO_{x} al final del
intervalo de tiempo de medición; y
estimar la cantidad (SO_{xalmacenado}) de
azufre almacenada en el catalizador (11) durante el intervalo de
tiempo de medición a partir de la diferencia entre la primera
cantidad de grupos NO_{x} y la segunda cantidad de grupos
NO_{x}.
2. Método según la reivindicación 1, donde cada
cantidad de grupos NO_{x} almacenada por el catalizador (11) se
obtiene restando de una cantidad (NO_{xtotal}) de grupos NO_{x}
producidos por el motor (1) una cantidad (NO_{xpérdida}) de
grupos NO_{x} no capturados por el catalizador (11).
3. Método según la reivindicación 2, donde la
cantidad (NO_{xpérdida}) de grupos NO_{x} no capturados por el
catalizador (11) es medida por un sensor situado hacia abajo del
catalizador (11).
4. Método según la reivindicación 2 o 3, donde
la cantidad (NO_{xtotal}) de grupos NO_{x} producidos por el
motor (1) es estimada usando un modelo de producción de grupos
NO_{x}.
5. Método según la reivindicación 4, donde el
modelo de producción de grupos NOx se define por al menos un mapa
que indica la cantidad específica de grupos NO_{x} producidos por
el motor (1) en función del estado del motor.
6. Método según una de las reivindicaciones 1 a
5, donde la eficiencia del catalizador (11) es evaluada por un
índice (I) de deterioro en el rendimiento del catalizador (11),
índice (I) que es calculado por medio de la relación entre una
cantidad (NO_{xpérdida}) de grupos NO_{x} no capturados por el
catalizador (11) y una cantidad (NO_{xtotal}) de grupos NO_{x}
producidos por el motor (1).
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